EA009101B1

EA009101B1 - Способ зондирования многостанционной сети

Info

Publication number: EA009101B1
Application number: EA200601197A
Authority: EA
Inventors: Джеймс Дейвид Ларсен; Пол Джонатан Родман
Original assignee: Айуикс Инк.
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2007-10-26
Also published as: US20050135270A1; HK1101946A1; BRPI0417777A; EP1545062A3; CN100583813C; UA88155C2; TW200522750A; JP2007519320A; AU2004304435A1; MY140203A; CN1938998A; US7590068B2; WO2005062528A3; EP1545062A2; CA2550591A1; IL176352A0; EA200601197A1; WO2005062528A2; AU2010200908A1; ZA200604612B

Abstract

Приведено описание способа управления сетью связи, состоящей из множества станций, способных обмениваться данными друг с другом. Способ заключается в том, что определяют первый канал зондирования для передачи сигналов зондирования другим станциям. Другие станции, принимающие первые сигналы зондирования от зондирующей станции, сообщают о своей доступности в качестве станций-адресатов или промежуточных станций. Каждая станция ведет таблицу соседей, содержащую сведения о таких других доступных станциях. Станциям, содержащимся в таблице соседей, также передают вторые сигналы зондирования и принимают от них вторые сигналы зондирования, и каждая станция ведет таблицу градиентов, содержащую данные, относящиеся к стоимости связи с каждой соседней станцией, что позволяет каждой станции выбирать заданное число промежуточных станций для дальнейшей передачи данных, посылаемых станцией-отправителем станции-адресату при минимальных затратах.

Description

Сети этого типа могут использоваться в гражданской области, и тогда их пользователями являются абоненты, которым выставляют счета за пользование сетью. Кроме того, сети этого типа могут использоваться органами безопасности и правопорядка, такими как полиция или вооруженные силы.

Еще одной сферой применения сетей упомянутого типа являются беспроводные локальные сети (БЛС) с возможностью сочетания беспроводной сети с обычными сетевыми структурами для обслуживания пользователей стационарных и подвижных сетей связи. Такие сети обычно, но необязательно являются вычислительными сетями.

Краткое изложение сущности изобретения

В изобретении предлагается способ управления сетью связи, содержащей множество станций, каждая из которых способна передавать и принимать данные таким образом, чтобы сеть могла передавать данные от станции-отправителя станции-адресату по меньшей мере через одну промежуточную станцию, выбираемую по обстоятельствам, заключающийся в следующем:

а) на каждой станции согласно первым заданным условиям выбирают канал зондирования для передачи сигналов зондирования другим станциям;

б) с каждой станции по выбранному каналу зондирования передают сигналы зондирования сбор соседей, при этом другие станции, принимающие от зондирующей станции сигналы зондирования сбор соседей, непосредственно или опосредованно отвечают на эти сигналы, таким образом указывая зондирующей станции на свою доступность в качестве станций-адресатов или промежуточных станций;

в) на каждой станции ведут таблицу соседей, содержащую сведения о других станциях, определенных на стадии (б) как доступные;

г) со станции, которой необходимо послать данные станции-адресату, передают станциям, содержащимся в таблице соседей, сигналы зондирования сбор градиентов и принимают от них эти сигналы зондирования, собирая информацию о градиентах, характеризующую стоимость связи, которая может быть установлена с упомянутой станцией-адресатом станциями, содержащимися в таблице соседей, и самой станцией, которой необходимо послать данные станции-адресату;

д) на каждой станции по мере необходимости ведут таблицу градиентов, содержащую данные, относящиеся к стоимости связи, устанавливаемой самой этой станцией с каждой соседней станцией, устанавливаемой самой этой станцией со станцией-адресатом и устанавливаемой каждой из станций, представленных в таблице соседей этой станции, со станцией-адресатом, с обеспечением для каждой станции возможности выбора из числа тех станций, содержащихся в таблице ее соседей, для которых стоимость связи со станцией-адресатом меньше, чем для нее самой, промежуточной станции для дальнейшей передачи данных, посылаемых станцией-отправителем станцииадресату, причем для каждой станции расчетный показатель стоимости связи с адресатом сохраняют постоянным на протяжении периода времени, в течение которого другие станции могут обновить свои собственные показатели стоимости связи с адресатом, с исключением возможности использования станциями в своих расчетах устаревших показателей стоимости связи с адресатом других станций.

Сведения о других станциях, определенных на стадии (б) как доступные, могут включать в себя потери в тракте передачи и мощность, необходимую для связи с этими станциями.

Сигналы зондирования сбор градиентов предпочтительно передавать с каждой станции только при условии, что в таблице соседей этой станции имеются записи.

Для каждой станции, содержащейся в таблице соседей, может быть предусмотрено вычисление показателя стоимости связи с адресатом в отношении передачи станцией-отправителем сообщения станции-адресату через каждую такую станцию, содержащуюся в таблице соседей.

Предпочтительно, чтобы каждая станция поддерживала временную запись собственного показателя стоимости связи с адресатом.

Предпочтительно также, чтобы показатель стоимости связи с адресатом представлял собой совокупную стоимость передачи сообщения от станции-отправителя станции-адресату через каждую такую станцию, содержащуюся в таблице соседей, и любые промежуточные станции.

Еще одним объектом изобретения является сеть связи, содержащая множество станций, каждая из которых способна передавать и принимать данные таким образом, чтобы сеть могла передавать данные от станции-отправителя станции-адресату по меньшей мере через одну промежуточную станцию, выбираемую по обстоятельствам, причем каждая станция выполнена с возможностью:

а) выбора, согласно первым заданным условиям, канала зондирования для передачи сигналов зондирования другим станциям;

б) передачи по выбранному каналу зондирования сигналов зондирования сбор соседей, при этом другие станции, принимающие от зондирующей станции сигналы зондирования сбор соседей, непо

- 1 009101 средственно или опосредованно отвечают на эти сигналы, таким образом указывая зондирующей станции на свою доступность в качестве станций-адресатов или промежуточных станций;

в) ведения таблицы соседей, содержащей сведения о других станциях, определенных на стадии (б) как доступные;

г) передачи станциям, содержащимся в таблице соседей, при необходимости посылки данных станции-адресату, сигналов зондирования сбор градиентов и приема от них этих сигналов зондирования с обеспечением сбора информации о градиентах, характеризующей стоимость связи, которая может быть установлена с упомянутой станцией-адресатом станциями, содержащимися в таблице соседей, и самой станцией, которой необходимо послать данные станции-адресату;

д) ведения по мере необходимости таблицы градиентов, содержащей данные, относящиеся к стоимости связи, устанавливаемой самой этой станцией с каждой соседней станцией, устанавливаемой самой этой станцией со станцией-адресатом и устанавливаемой каждой из станций, представленных в таблице соседей этой станции, со станцией-адресатом, с обеспечением для каждой станции-клиента возможности выбора из числа тех станций, содержащихся в таблице ее соседей, для которых стоимость связи со станцией-адресатом меньше, чем для нее самой, промежуточной станции для дальнейшей передачи данных, посылаемых станцией-отправителем станции-адресату, причем сеть организована таким образом, чтобы для каждой станции расчетный показатель стоимости связи с адресатом сохранялся постоянным на протяжении периода времени, в течение которого другие станции могут обновить свои собственные показатели стоимости связи с адресатом, с исключением возможности использования станциями в своих расчетах устаревших показателей стоимости связи с адресатом других станций.

Краткое описание чертежей

Подробное описание осуществления изобретения сопровождается прилагающимися чертежами, на которых показано:

на фиг. 1 - общая системная диаграмма, иллюстрирующая беспроводную локальную сеть (БЛС), в которой используются предлагаемые в изобретении способ и система, на фиг. 2 - структурная схема клиентского устройства, используемого в сети, показанной на фиг. 1, на фиг. 3 - подробная схема соединений однокристального приемопередатчика, используемого в устройстве, показанном на фиг. 2, на фиг. 4 - схематическое представление архитектуры системного уровня сети, показанной на фиг. 1, на фиг. 5 - схематическое представление предлагаемой в изобретении сети, в которой станции устанавливают связь друг с другом через промежуточные станции, на фиг. 6 - схематическое представление предлагаемого в изобретении механизма медленного зондирования, на фиг. 7 - аналогичное схематическое представление механизма быстрого зондирования, на фиг. 8 - упрощенное схематическое представление, иллюстрирующее возникновение маршрутной петли в сети, использующей векторную маршрутизацию, на фиг. 9-11 - схемы, иллюстрирующие предлагаемый в изобретении способ предотвращения возникновения маршрутных петель.

Подробное описание варианта осуществления изобретения

Настоящее изобретение относится к способу управления многостанционной сетью связи, описанной в международных публикациях XVО 96/19887 и XVО 98/56140, содержание которых включено в настоящее описание в качестве ссылки. В общих словах, такая сеть работает следующим образом.

Многостанционная сеть содержит множество независимых станций, которые могут являться стационарными или подвижными (мобильными) и каждая из которых способна передавать и принимать данные таким образом, чтобы передавать сообщения со станций-отправителей станциям-адресатам через промежуточные станции, определяемые по обстоятельствам (исходя из лучших возможностей связи). Для того чтобы станция-отправитель имела возможность передать новое сообщение станции-адресату через одну промежуточную станцию, выбранную из множества возможных промежуточных станций, каждая станция должна постоянно поддерживать связь с несколькими другими станциями. Это также относится к случаю, когда станции должны ретранслировать сообщение станции-отправителя, адресованное станции-адресату.

С этой целью каждая станция выбирает один из нескольких возможных каналов зондирования для передачи другим станциям сигнала зондирования. Сигналы зондирования содержат данные, которые идентифицируют соответствующую станцию и сведения относительно возможности установления ей соединения с другими станциями. Другие станции, принимающие сигналы зондирования, непосредственно или опосредованно через промежуточные станции отвечают зондирующей станции, указывая таким образом как зондирующим станциям, так и другим станциям на свою доступность в качестве станций-адресатов или промежуточных станций. Зондирующая станция оценивает непосредственные или опосредованные ответы, чтобы определить другие станции сети, с которыми она может общаться оптимальным образом.

- 2 009101

В частности, станции сети могут контролировать совокупную, или суммарную, мощность, необходимую для связи с другой станцией, определяя тем самым градиент мощности применительно к другим станциям, причем станции выбирают в сети такой маршрут между станцией-отправителем и станциейадресатом, который оптимизирует градиент мощности. Это позволяет довести до максимума пропускную способность сети при минимальных взаимных помехах и конкуренции между станциями.

Каждая станция, работающая в сети, имеет приемопередатчик, способный принимать и передавать данные любой станции в пределах досягаемости. Сеть может представлять собой сеть пакетной радиосвязи, описанную в вышеупомянутых международных публикациях, но следует отметить, что изобретение применимо и в других сетях, в которых пользовательские станции способны поддерживать друг с другом связь в сети через промежуточные станции.

Описанный выше способ обмена данными между станциями сети именуется в настоящем описании множественным доступом с использованием открывающихся за счет переприема возможностей, сокращенно ΘΌΜΆ, от англ. Орройипйу-Опуеп Ми1йр1е Асееве (другой вариант названия многостанционный доступ с управляемыми возможностями).

Далее на примере беспроводной локальной сети, построенной на основе стандарта 802.11Ь, описан вариант осуществления настоящего изобретения. Пример такой БЛС схематически представлен на фиг. 1.

Как показано на фиг. 1, первый и второй шлюзы 10 и 12 служат точками доступа к сети для множества абонентских терминалов (клиентских устройств) 14, которые обычно являются пользователями сети. Клиентские устройства в рассматриваемом варианте осуществления обычно представляют собой сетевые платы, способные устанавливать беспроводную связь с соответствующими шлюзами 10 и 12 по технологии ΘΌΜΆ непосредственно (напрямую) либо опосредованно через другие клиентские устройства. Кроме того, поблизости от шлюзов 10 и 12 в стратегически значимых пунктах развернуто несколько станций-ретрансляторов 16, представляющих собой беспроводные маршрутизаторы. Станцииретрансляторы фактически расширяют зону обслуживания и увеличивают пропускную способность сети за счет расширения возможностей установления связи клиентских устройств, особенно в неблагоприятных условиях.

Протоколы ΘΌΜΆ могут работать на линиях беспроводной связи для осуществляемой с управляемыми возможностями ретрансляции данных между абонентскими терминалами (клиентскими устройствами) и станциями-ретрансляторами через проводные сети, такие как локальные сети, и беспроводные транспортные соединения или волоконно-оптические линии связи 18 и 20, показанные на фиг. 1. При ретрансляции данных от станции к станции могут задействоваться проводные и беспроводные транзитные участки, а также беспроводные транспортные соединения, как показано на схеме.

Исходя из имеющихся возможностей, сеть маршрутизирует сообщения посредством беспроводной связи от абонента к абоненту через станции-ретрансляторы к шлюзам, а затем через двухточечные линии связи - в волоконно-оптические линии связи для передачи в другой регион.

Таким способом национальная или международная сеть, использующая технологию ΘΌΜΆ, способна обеспечивать передачу сообщений от любого пользователя к любому другому пользователю, находящемуся в любой части мира, используя сети различного типа. Сеть автоматически находит оптимальные маршруты для передачи пакетов сообщений и обеспечивает распределение загрузки и восстановление разорванных линий связи за счет нахождения в сети альтернативных маршрутов. Все устройства в сети ΘΌΜΆ имеют уникальные адреса, называемые системным идентификатором (8Ш).

Администратор 22 абонентской сети контролирует рабочее состояние различных станций в сети и отвечает за безопасность сети и выставление счетов.

В описанном выше примере клиентские устройства способны напрямую или через станциюретранслятор 16, или через одно или несколько промежуточных клиентских устройств поддерживать связь со шлюзами 10 и 12, как это описано в вышеупомянутых международных патентных заявках. Кроме того, клиентские устройства вместе с другими аналогичными устройствами способны образовывать мгновенные одноранговые сети.

Применение в сети данного типа маршрутизации с управляемыми возможностями за счет множественного переприема повышает устойчивость сети, поскольку клиентские устройства способны перескакивать на альтернативные шлюзы при отказе используемого ими шлюза, устраняет в системе узкие места с ограниченной пропускной способностью и повышает общую производительность сети. В обычных сетях стандарта 802.11Ь проявляется склонность к значительному уменьшению дальности связи, обычно менее чем до сотни метров. Для того чтобы расширить зону обслуживания удаленных клиентских устройств, необходимо снизить скорость передачи данных. В свою очередь, при низкой скорости передачи данных клиентские устройства дольше занимают канал передачи данных, что отрицательно сказывается на пропускной способности БЛС применительно ко всем клиентским устройствам. Применение маршрутизации с управляемыми возможностями за счет множественного переприема решает данную проблему, поскольку даже удаленные клиентские устройства, используя множество транзитных участков, могут передавать данные адресату через станции-ретрансляторы и соседние клиентские устройства при максимальной скорости передачи данных, избегая перегрузки сети. За счет оптимального использования каналов и адаптации потребной мощности снижается конкуренция и оптимизируется пропускная

- 3 009101 способность, предлагаемая пользователям.

На фиг. 2 показана структурная схема клиентского устройства, входящего в БЛС по стандарту 802.11Ь. Клиентское устройство включает в себя микроконтроллер 40 Баткиид Б3С2500 со встроенной микросхемой АКМ940Т с сокращенным набором команд. Оно также имеет контроллеры Е111сгпс1 10/100 Мбит/с, контроллер памяти, шину межсоединений интегральных схем (ШМИС) и универсальные процессоры ввода-вывода (УПВВ) для связи с интегральной схемой локальной сети, устройство считывания Б1М-карт и процессор ΖΌ1201 основного диапазона. Микросхема Б3С2500 имеет 32-мегабитную флэш-память и 128-мегабитное синхронное динамическое ОЗУ (СДОЗУ).

Устройство имеет комбинированную интегральную схему 42 беспроводной локальной сети с высокой степенью интеграции ΖΌ1201, в которой применена высокоскоростная аппаратная логическая схема цифровой обработки сигналов для осуществления групповой модуляции и демодуляции стандарта 802.11 и 802.11Ь. С целью соответствия будущим стандартам управления доступом к среде, разрабатываемым группой 802.11 Института инженеров по электротехнике и электронике, в интегральную схему ΖΌ1201 встроен процессор АКМ7 с сокращенным набором команд. Это позволяет использовать новейшие возможности БЛС путем простого обновления программных драйверов.

Клиентское устройство содержит полностью интегрированный высокочастотный приемопередатчик 44 БА2400 на базе одной ИС, рассчитанный на работу в локальной сети (БЛС) на частоте 2,45 ГГц. На базе усовершенствованной 30-гигагерцевой отказоустойчивой биполярной КМОП-технологии создана радиоархитектура с прямым преобразованием. В приемопередатчике БА2400 на базе одной ИС объединены функции приемника, передатчика и генератора гетеродинных сигналов. Приемник имеет малошумящий усилитель, понижающие преобразователи, полностью интегрированные канальные фильтры и автоматический регулятор усиления с внутрикристальным замкнутым контуром. Передатчик имеет функцию линейного изменения мощности, фильтры, преобразование с повышением частоты и предрайверы. Генератор гетеродинных сигналов состоит из внутрикристального управляемого напряжением генератора и Ν-секционированного синтезатора. Стандартными рабочими параметрами приемника являются усиление 93 дБ, коэффициент шума 7,5 дБ, характеристическая точка мощности искажений, вызванных комбинационными сигналами третьего порядка (ПР3) +1 дБмВт, время установления выходного напряжения автоматического регулятора усиления 8 мс и время переключения с передачи на прием 3 мс. Стандартными рабочими параметрами передатчика являются выходная мощность от -7 до +8 дБмВт ступенчато через 1 дБ, просачивание несущей после калибровки -40 дБ ниже несущей, подавление боковой полосы 22 дБ, внутриполосное ослабление синфазного сигнала 30 дБ и время переключения с приема на передачу 3 мс.

Устройство имеет каскад усиления мощности в виде линейного двухкаскадного усилителя мощности (обозначен позицией 46) АР1091 с высокой выходной мощностью в полосе 2,4 ГГц. Устройство имеет линейную выходную мощность 26 дБмВт согласно стандарту 1ЕЕЕ802.11Ь. Усилитель мощности также включает внутрикристальный детектор уровня мощности, обеспечивающий напряжение постоянного тока, пропорциональное выходной мощности устройства.

Устройство дополнительно включает в себя 3-гигагерцевый настраиваемый радиочастотный коммутатор 48 постоянного тока δΡΌΤΚΓ с малыми вносимыми потерями, управляемый положительным напряжением при низком потреблении постоянного тока.

Первый радиочастотный коммутатор 52, расположенный вблизи антенн 54 и 56, обеспечивает возможность выбора антенны для передачи или приема. С выбранной антенны принятый входной сигнал поступает в полосовой фильтр 50 на 2,45 ГГц. Данный фильтр отсекает источники помех за пределами диапазона 2,4 ГГц, отведенного для промышленных, научных и медицинских целей. Второй радиочастотный коммутатор 58, расположенный вблизи полосового фильтра 50 на 2,45 ГГц, обеспечивает переключение приема/передачи. В режиме приема данный коммутатор направляет сигнал в малошумящий усилитель приемопередатчика БА2400. Затем при помощи квадратурного понижающего преобразователя осуществляют понижающее преобразование сигнала до основной полосы частот с разложением на составляющие сигнала I и О. Наконец, сигнал поступает в АЦП процессора ΖΌ1201. Схема основной полосы частот осуществляет выборку формы сигнала и затем устраняет разброс принятых данных и демодулирует их.

В канале передачи данные модулируют методом двухпозиционной относительной фазовой манипуляции (ΌΒΡ8Κ), квадратурной относительной фазовой манипуляции (ΌΟΡ8Κ) или дополняющей кодовой манипуляции (ССК), в результате чего получают квадратурный сигнал основной полосы частот с компонентами I и О. Затем сигналы поступают на вход повышающего преобразователя, который переносит их в полосу частот 2,4-2,5 ГГц. Для того чтобы обеспечить диапазон высокой выходной мощности, приемопередатчик БА2400 эксплуатируют в режиме с высоким или низким потреблением мощности. При работе в режиме с высоким потреблением мощности выбирают ТХ_ОиТ_ЬО и подают сигнал на усилитель АР1091, чтобы обеспечить высокую выходную мощность. При работе в режиме с низким потреблением мощности выбирают ТХ_ОИТ_Н1 и подают сигнал непосредственно через радиочастотный коммутатор. Следует учесть, что функцию автоматической регулировки усиления передачи обеспечивает процессор 42 группового сигнала ΖΌ1201.

- 4 009101

Внутренняя электрическая схема приемопередатчика 8Л 2400 проиллюстрирована на более подробной принципиальной схеме, показанной на фиг. 3.

На фиг. 4 схематически представлена архитектура системного уровня сети, показанной на фиг. 1. Система в основном состоит из абонентских терминалов или пользователей (клиентских устройств), станций-ретрансляторов и шлюзов, которые соединяют клиентские устройства с глобальной сетью. Клиентские устройства способны поддерживать связь друг с другом путем ретрансляции сообщений непосредственно между собой или через станции-ретрансляторы. Если пользователь желает получить доступ к другим сетям, таким как Интернет, сообщения ретранслируют в глобальную сеть через шлюз, а затем через сеть с маршрутизацией в другие сети. Шлюзы действуют в качестве преобразователей протоколов ΘΌΜΆ, используемых клиентскими устройствами и станциями-ретрансляторами, в другие протоколы, такие как протокол управления передачей/межсетевой протокол (ТСР/1Р).

Далее со ссылкой на фиг. 5-11 поясняется работа описанной выше сети.

На фиг. 5 показано, что станция-отправитель А способна поддерживать связь с пятью ближними станциями В-Р и передает данные станции-адресату О через промежуточные станции В, I и М. Станции А-М и О обычно являются пользовательскими станциями, имеющими описанные выше клиентские устройства, но некоторые из них могут являться, например, станциями-ретрансляторами.

Для максимального повышения эффективности сети желательно, чтобы каждая станция имела несколько соседних станций, с которыми она способна поддерживать связь, если такой станции потребуется передать или принять сообщение. В тоже время, если заданная станция передает данные выбранной соседней станции, желательно, чтобы передача создавала минимум помех для других станций, иначе в результате конкуренции между станциями снизится пропускная способность сети.

С учетом вышесказанного в рассматриваемой сети работу каждой станции настраивают таким образом, чтобы она могла в любое время с максимально возможной скоростью, но при минимально возможной передаваемой мощности передавать данные множеству соседних станций или принимать данные от множества соседних станций, за счет чего снижают взаимные помехи с другими станциями.

Сеть связи рассматриваемого типа состоит из множества станций, которые пытаются поддерживать связь, используя один набор каналов. Каналы отличаются тем, что имеют различные частоты, различные передающие среды, различное кодирование (например, различные коды расширения спектра), различные антенны, различные канальные интервалы и т.д. либо любое их сочетание. Для того чтобы оптимизировать многократное использование каналов, станции пытаются поддерживать связь с ограниченным числом непосредственных соседей, обычно 5 соседями. Соседом является другая станция, с которой способна поддерживать связь заданная станция.

Станция может ограничить число соседей, которые находятся в пределах ее видимости или в пределах видимости которых она находится, изменив частоту передачи, изменив код (псевдошумовую последовательность), увеличив скорость передачи данных и снизив мощность передачи. Все станции используют заданные каналы зондирования, на которых они при помощи сигналов зондирования (сигналов зондирования) находят станции для установления связи. После обнаружения другой станции и при условии, что одна из станций имеет данные для передачи другой станции, обе станции переходят на менее используемый канал передачи данных.

Предлагаемый в изобретении способ предусматривает зондирование двух типов: медленное зондирование и быстрое зондирование. Медленное зондирование использует каждая станция сети для обнаружения соседей, а быстрое зондирование используют для построения градиентов (мощности) между станциями-отправителями и станциями-адресатами.

Что касается медленного зондирования, при наличии множества близко расположенных станций они в итоге переходят на зондирование с более высокой скоростью передачи данных и низкой мощностью передачи. Станции время от времени отвечают станциям, которые осуществляют зондирование с более низкой скоростью передачи данных или которые не имеют достаточное число соседей, чтобы помочь одиноким (удаленным) станциям (которые также в дальнейшем именуют одинокими соседями), не способным использовать более высокую скорость передачи данных или не имеющим достаточного числа соседей. Станции используют более низкую скорость передачи данных, только если они являются одинокими и не способны найти достаточное число соседей при передаче с более высокой скоростью и максимальной мощностью.

Каждая станция через регулярные интервалы (определяемые таймером медленного зондирования) передает сигналы медленного зондирования, пытаясь обнаружить другие станции. При медленном зондировании станции сообщают, что они способны обнаруживать другие зондирующие станции, и таким способом станции варьируют мощность зондирования до тех пор, пока определенное заданное число станций не сообщат, что они способны обнаруживать сигналы зондирования. Если станция так и не обнаружит требуемое число соседей, она продолжает использовать минимальную скорость передачи данных и максимальную мощность передачи.

Каждая станция произвольным образом незначительно изменяет настройки таймера медленного зондирования между передачей сигналов медленного зондирования, чтобы избежать коллизий с другими станциями. Если любая станция начинает прием сигнала, передаваемого другой станцией, она загружает

- 5 009101 в таймер медленного зондирования новый интервал.

Поскольку станции сети подвижной связи постоянно перемещаются, число соседей постоянно меняется. Если число соседей превысит требуемое число, станция начинает увеличивать скорость передачи по каналу зондирования. Она продолжает увеличивать скорость передачи данных до тех пор, пока число соседей не перестанет превышать требуемое число. При достижении максимальной скорости передачи данных станция начинает снижать передаваемую мощность сигналов медленного зондирования через интервалы в 10 дБ до тех пор, пока не будет достигнута минимальная мощность передачи или число соседей не перестанет превышать требуемое число.

При ответе на сигнал медленного зондирования от другой станции по каналу зондирования станция ограничивает длину своего пакета данных интервалом, установленным таймером медленного зондирования. Это делается с целью не дать другим станциям использовать такой ответ для зондирования. Если данные для передачи у отвечающей станции не вмещаются в пакет небольшого объема, станция указывает в заголовке пакета, что другая станция должна перейти на определенный канал передачи данных.

Для каждого канала зондирования может быть задано несколько каналов передачи данных. Станция, запрашивающая изменение канала, произвольным образом выбирает один из доступных каналов передачи данных. (При получении запроса другая станция немедленно переходит на такой канал передачи данных, и обе станции продолжают поддерживать связь до тех пор, пока они имеют данные для передачи или пока не истечет максимальное время использования канала передачи данных (установленное таймером передачи данных)). Также применимы альтернативные протоколы передачи данных.

В случае перехода на канал передачи данных станция загружает таймер передачи данных. Станция занимает канал передачи данных до тех пор, пока это разрешает таймер передачи данных. По истечении времени использования канала передачи данных, станции возвращаются на канал зондирования и снова начинают зондирование.

На фиг. 6 схематически представлен предлагаемый в изобретении процесс медленного зондирования.

Медленное зондирование имеет три основные функции:

1. Сбор соседей (сведений о соседях).

2. Определение мощности.

3. Изменение параметров таблицы соседей.

Сбор соседей заключается в том, что станция осуществляет зондирование на повышенных уровнях мощности до тех пор, пока соседние станции не укажут в собственных сигналах зондирования, что они обнаруживают сигналы зондирования первой станции. Данный процесс называют сбором соседей. Мощность таких сигналов-зондов увеличивают до тех пор, пока заданное число соседей не укажут, что они обнаруживают эти сигналы-зонды.

Все зондирующие станции увеличивают и уменьшают мощность зондирования до тех пор, пока все станции не соберут заданное число соседей. Данный процесс заключается в том, что увеличивают и уменьшают уровень мощности сигналов зондирования и указывают в сигналах зондирования, сигналы зондирования каких других станции обнаружены. Таким способом все станции способны узнавать, какой уровень мощности им необходим для связи с различными соседями.

При каждом зондировании станция указывает мощность своей передачи и уровень собственных шумов, а также то, какие станции являются ее соседями. Всякий раз при обнаружении сигнала зондирования от другой станции станция на основе сигнала зондирования вычисляет потери на трассе и мощность, необходимую для связи со станцией, на основе потерь на трассе и уровня собственных шумов такой станции. Потери на трассе до соседа и мощность, необходимую для связи с соседом, сохраняют в таблице, называемой таблицей соседей, которую ведет каждая станция. Если соседа более не удается обнаружить, потери на трассе до соседа и мощность, необходимую для связи, увеличивают или плавно изменяют в таблице до достижения определенного уровня, после чего сведения о соседе удаляют из таблицы соседей.

Предлагаемое в изобретении медленное зондирование более подробно описано в следующем примере.

Параметры медленного зондирования:

Минимальная мощность зондирования (РРтш).

Максимальная мощность зондирования (РРтах).

Шаг мощности зондирования (РРЧср).

Интервал зондирования (Ρίηΐ).

Стандартное отклонение интервала зондирования (Ркбеу).

Интервалы зондирования на шаг мощности (иРРк).

Длительность тайм-аута соседа (ΤΝίηΐ).

Длительность тайм-аута близкого соседа (ΤΟΝίηΐ) (ΤΟΝίηΐ < ΤΝίηΐ).

Число близких соседей для сбора (иЛЬга).

Максимальное число соседей для зондирования (ηΡΝΒτκ).

Уровень собственных шумов станции (Νίΐοοτ).

- 6 009101

Время плавного изменения потерь на трассе (1ше).

Приращение плавного изменения потерь на трассе (Ьше), дБ.

Превышение плавного изменения потерь на трассе (Ьех), дБ.

Типы сообщений:

Сообщение зондирования.

Подтверждение приема сообщения зондирования.

Определения.

Сосед: станция, передавшая сообщение зондирования или подтверждение приема сообщения зондирования, обнаруживаемое данной станцией.

Близкий сосед: сосед, передавший сообщение зондирования с указанием своего идентификатора.

Протокол (для каждой станции).

Каждая станция через регулярные интервалы (Ρίηΐ +/- Ркбеу) передает сообщение зондирования. Изначальная мощность зондирования составляет РРшш. Через каждый интервал ηΡΡδ мощность увеличивают на РР§1ер до тех пор, пока не будет обнаружено по меньшей мере ПЛЬга-число близких соседей (которые ответили с указанием своих идентификаторов в сообщениях зондирования) или мощность не достигнет РРтах (после чего передачу сообщения зондирования продолжают на данном уровне мощности). Если число обнаруженных близких соседей превышает ПЛЬга, мощность начинают плавно уменьшать.

Сообщение зондирования содержит следующую информацию:

а) уровень собственных шумов данной станции (Νίΐοοτ);

б) мощность передачи данного сообщения зондирования;

в) общее число соседей данной станции (не используемых в настоящее время);

г) общее число близких соседей данной станции;

д) идентификаторы пРЛЬга (или меньшего числа) соседей (или, возможно, всех соседей - необязательно).

(Близость соседа зависит от мощности последнего принятого сообщения зондирования от такого соседа).

Если станция не осуществляет зондирование, она пытается обнаружить сообщения зондирования (или подтверждения сообщений зондирования) других станций. При обнаружении сообщения зондирования от другой станции на основе содержащейся в сообщении зондирования информации о мощности передачи определяют потери на трассе до такой станции. Затем при помощи информации об уровне собственных шумов определяют минимальную мощность, необходимую для передачи сообщения такой станции, и соответствующим образом обновляют таблицу соседей.

Если обнаружено, что некая станция:

(а) передает сигнал зондирования с мощностью РРтах, (б) сообщает о наличии близких соседей, число которых меньше ПЛЬга, (в) не является одним из близких соседей данной станции и (г) данная станция, способная поддерживать с ней связь, то эту удаленную станцию считают одиноким соседом. В этом случае немедленно (+/- Ркбеу) передают подтверждение приема сообщения зондирования с такой мощностью, чтобы его могла обнаружить удаленная станция.

Подтверждение приема сообщения зондирования содержит следующую информацию:

а) уровень собственных шумов данной станции;

б) мощность передачи данного подтверждения приема сообщения зондирования;

в) идентификатор одинокого соседа.

Если данная станция обнаруживает подтверждение приема сообщения зондирования с указанием идентификатора данной станции, передающую станцию помечают как близкого соседа.

Если запись таблицы соседей не обновлена (при помощи сообщений зондирования такого соседа) по истечении времени 1ше, к зарегистрированной в записи величине потерь на трассе добавляют Ьше. Данную операцию повторяют через интервалы Ιίηο до тех пор, пока запись не будет обновлена при помощи сообщения зондирования или необходимая для установления связи с соседом мощность передачи с использованием зарегистрированного показателя потерь на трассе не превысит максимальную допустимую мощность на величину Ьех, выраженную в децибелах. В последнем случае величину потерь на трассе устанавливают на бесконечность. Следует учесть, что при этом изменения могут привести к фиксации существующих градиентов (см. ниже).

В рассмотренном выше способе и других способах векторной маршрутизации, когда неизвестны все станции на маршруте между станциями-отправителями и станциями-адресатами, может возникнуть проблема, которая состоит в том, что на маршруте до станции-адресата может находиться станцияотправитель, в результате чего фактически возникает петля градиента мощности.

Если показатель потерь на трассе стремится к бесконечности, а в таблице градиентов отсутствуют записи, касающиеся соседа, запись таблицы соседей должна быть удалена.

- 7 009101

Если в течение ΤΝίηΐ не обнаружено сообщение зондирования/подтверждение приема сообщения зондирования от соседа, этого соседа следует игнорировать. Если в течение Τί'ΝίηΙ не обнаружено сообщение зондирования/подтверждение приема сообщения зондирования от близкого соседа, статус близкого соседа следует понизить до статуса соседа.

Стоимость связи с конкретным соседом можно рассчитать в переводе на мощность передачи, необходимой для связи с соседом.

Например, менее -10 дБмВт = показатель стоимости 1.

Менее 0 дБмВт = показатель стоимости 2.

Менее 10 дБмВт = показатель стоимости 3.

Менее 17 дБмВт = показатель стоимости 4.

Стоимость - это показатель мощности, необходимой для связи с соседом. Чем больше требуется мощность, тем сильнее взаимные помехи и выше затраты в переводе на расход мощности (аккумулятора) и т. д.

Если просуммировать все показатели стоимости на множестве транзитных участков, суммарная стоимость будет показателем используемой мощности или создаваемых взаимных помех, если сообщение передают по таким транзитным участкам.

Медленное зондирование формирует показатель мощности, необходимой для связи с соседями.

Если станция имеет сообщение, адресатом которого не является ни один из ее соседей, например, удаленная станция в сети, она начинает передачу сигналов быстрого зондирования, чтобы сформировать информацию о том, как установить связь с таким адресатом. Данную информацию называют градиентом, и она является показателем совокупной стоимости связи с адресатом. Начиная быстрое зондирование, станция указывает, что она ищет адресата, а соседи, обнаруживающие сигналы быстрого зондирования, сами осуществляют быстрое зондирование до тех пор, пока адресат не обнаружит сигналы быстрого зондирования своих соседей. Затем строят градиент, суммируя показатели стоимости нарастающим итогом до тех пор, пока градиент не достигнет отправителя, и отправитель не сможет начать передачу сообщений соседям с меньшими градиентами связи с адресатом, которые в свою очередь будут передавать их своим соседям до тех пор, пока они не достигнут адресата.

На каждой станции ведут учет градиентов (совокупной стоимости) связи с каждым адресатом каждого из ее соседей и собственный градиент связи с адресатом. Каждая станция передает сообщения лишь станциям с меньшей совокупной стоимостью связи с адресатом. Станция может передать сообщение любому из своих соседей с меньшим градиентом связи с адресатом. Сбор соседей при помощи медленного зондирования и формирование градиентов при помощи быстрого зондирования позволяет станции создавать множество вариантов выбора станций с меньшими затратами на связь с любым адресатом, которые способны передавать сообщения таким адресатам. Связь с соседями постоянно поддерживают при помощи медленного зондирования, а градиенты формируют только по мере необходимости, когда требуется передать сообщения станциям, не являющимся соседями.

Для построения градиентов на трассах между станциями-отправителями и станциями-получателями применяют быстрое зондирование или алгоритм, схематически проиллюстрированный на фиг. 7. Градиенты предпочтительно выражают в переводе на стоимость связи с соседом (С^. Быстрое зондирование начинают в одном из следующих случаев, если со станции послано сообщение или перехвачен сигнал быстрого зондирования соседа.

Станция продолжает работать в режиме быстрого зондирования до тех пор, пока все градиенты, которые она учитывает, не будут аннулированы станциями-отравителями или станциями-получателями или не истечет срок действия градиентов.

Параметры быстрого зондирования:

скорость быстрого зондирования (ЕРВа1е), мс;

максимум транзитных участков для быстрого зондирования (тахНорк);

тайм-аут градиента (СИшеои!), мс;

максимальная приемлемая стоимость связи (тахСок!);

зафиксированный тайм-аут записи (Ейше), мс;

структуры данных станций.

Следует учесть, что приведенные ниже структуры данных могут содержать другую информацию, которая непосредственно не относится к алгоритму быстрого зондирования.

Таблица соседей:

Запись на каждого соседа.

Запись таблицы соседей:

Идентификатор соседа.

Текущая стоимость связи с соседом (С^.

Запись на каждый сохраняемый в настоящее время градиент.

Запись градиента соседа:

Идентификатор станции-адресата.

- 8 009101

Текущая стоимость связи соседа с адресатом (С_ж).

Таблица градиентов:

Запись на каждый сохраняемый в настоящее время градиент. По одной записи на адресата.

Запись таблицы градиентов:

Идентификатор станции-адресата.

Наилучшая текущая стоимость связи с адресатом (Св).

Идентификатор станции-соседа с наилучшей текущей стоимостью связи.

Зафиксированный статус (включен или выключен).

Зафиксированный тайм-аут.

Зафиксированная стоимость (С_ОР).

Зафиксированный идентификатор соседа (Ν_Ρ).

Тайм-аут градиента.

Список станций-отправителей по одной записи на каждую станцию-отправитель с одним и тем же адресатом.

Запись на станцию-отправителя:

Идентификатор станции-отправителя.

Счетчик переходов по сети.

Статус поддержания (да или нет).

Формат данных быстрого зондирования:

Идентификатор передающей станции.

Уровень собственных шумов станции.

Мощность передачи.

Несколько записей градиентов, как правило, по одной на каждую запись адресата в таблице градиентов, для которого передающая станция учитывает градиент и который имеет соседа с наилучшей стоимостью связи с адресатом, не превышающей максимальной стоимости.

Запись градиента быстрого зондирования:

Идентификатор станции-адресата.

Наилучшая стоимость связи с адресатом с передающей станции.

Список станций-отправителей.

Запись на станцию-отправителя:

Идентификатор станции-отправителя.

Статус поддержания (да или нет).

Счетчик переходов по сети.

Быстрое зондирование начинают/продолжают, если в таблице градиентов имеется одна или несколько записей. Сообщения быстрого зондирования генерируют со скоростью ЕРга!е до тех пор, пока быстрое зондирование не прекратится. Быстрое зондирование прекращают, когда в таблице градиентов не остается записей.

Если по результатам медленного зондирования добавлен новый сосед, в таблицу соседей вносят записи на каждого адресата, указанного в таблице градиентов. В случае аннулирования всех соседей таблицу градиентов также уничтожают, и станция выходит из режима быстрого зондирования.

Когда станция-отправитель (текущая станция) передает информационное сообщение заданному адресату или принимает от соседа информационное сообщение, имеющее какого-либо иного адресата, возникают следующие возможные варианты.

1. В таблице градиентов имеется запись на адресата сообщения, а наилучшая стоимость связи с адресатом не превышает тахСоЧ. В этом случае сообщение может быть передано через заданного соседа.

2. В таблице градиентов отсутствует запись на адресата сообщения. В этом случае создают новую запись таблицы градиентов (при этом для опции статус поддержания выбирают да), а сообщение должно быть поставлено в очередь для последующей передачи.

В каждом из названных случаев счетчик переходов по сети в таблице градиентов устанавливают на тахНорк.

По окончании передачи данных адресату станция-отправитель помечает соответствующую запись таблицы градиентов, устанавливая опцию статус поддержания в положение нет. Данный признак затем передают при последующем быстром зондировании.

Если в таблице градиентов уже не содержится запись, соответствующая адресату сообщения, для такого отправителя/адресата создают запись. В каждую из таблиц соседей вносят запись на нового адресата. Если в таблице градиентов имеется запись на адресата сообщения, но отсутствует соответствующая запись на станцию-отправителя, идентификатор такой станции-отправителя добавляют к списку записей идентификатором станций. Если запись таблицы не обновлена в течение СВтеоШ. такую запись удаляют. Также удаляют соответствующие записи таблиц соседей.

Для того чтобы создать сообщение быстрого зондирования, для каждого известного адресата в таблице градиентов указывают наилучшую стоимость связи (С_о=тш(^+С_№) для всех N соседей) с этим адресатом.

- 9 009101

Если запись таблицы градиентов зафиксирована и все значения С_ж>Св_Е (для всех N соседей), то передают показатель Св из таблицы градиентов, в противном случае применяют ранее вычисленный показатель С_с наилучшей стоимости связи с адресатом, но только к подмножеству соседей, у которых С\|.)<С|.)|^;.

Если запись таблицы градиентов не зафиксирована, а все градиенты связи через соседей имеют значение С^С_Ж8, превышающую тахСозй запись на адресата не включают в сообщение. Если запись таблицы градиентов зафиксирована, в сообщение всегда включают запись на такого адресата. Если все показания счетчика переходов по сети для отправителя, содержащиеся в записи таблицы градиентов на заданного адресата, <1, запись на адресата не включают в сообщение. Записи на отправителя, включаемые в сообщение быстрого зондирования, соответствуют записям таблицы градиентов. Сообщение быстрого зондирования передают с достаточной мощностью для того, что установить связь со всеми близкими и одинокими соседями. Все записи на станции-отправители удаляют из таблицы градиентов, если они имеют статус поддержания нет. Если удалены все записи на отправителей, из таблицы градиентов удаляют соответствующую запись на адресатов.

При приеме сообщения быстрого зондирования на основе идентификатора передающей станции, информации об уровне собственных шумов и мощности передачи, указанной в сообщении, обновляют сведения о стоимости связи с соседом (С*) для соседней передающей станции. При отсутствии такого соседа создают новую запись таблицы соседей. Каждую запись градиента быстрого зондирования в таблице градиентов соседей обновляют новыми значениями С_ж независимо от их прежних значений.

Каждую запись градиента быстрого зондирования в таблице градиентов обновляют следующим образом.

Изменяют тайм-аут градиент, чтобы отобразить текущее время.

Копируют записи на станции-отправители из таблицы сообщений зондирования в соответствующие записи таблицы градиентов.

Уменьшают показания счетчика переходов по сети на единицу.

Добавляют новые записи, если они уже не существуют.

Обновляют запись градиентов соседей.

Запись таблицы градиентов для заданных адресатов (полагая, что запись градиента быстрого зондирования соответствует соседу N с наилучшим показателем С_ж стоимости связи с адресатом) обновляют следующим образом:

Если запись таблицы градиентов не зафиксирована:

Если Сц+С_ж больше или равен текущей наилучшей стоимости Св связи с адресатом и эта стоимость не касается соседа Ν, то ничего не предпринимают.

Если С^Снв меньше текущей наилучшей стоимости Св связи с адресатом, и эта стоимость не касается соседа Ν, то показатель Св текущей наилучшей стоимости обновляют, снижая его до показателя С\⁺С\в.

Если С^Снв меньше текущей наилучшей стоимости Св связи с адресатом и эта стоимость касается соседа Ν, то показатель Св текущей наилучшей стоимости обновляют, снижая его до показателя С^Сда.

Если С^Сда больше текущей наилучшей стоимости Св связи с адресатом и эта стоимость касается соседа Ν, фиксируют запись таблицы градиентов: статус фиксации устанавливают в положение включен, зафиксированный тайм-аут устанавливают на Ейтс, а для С_СЕ выбирают текущее значение С_с. Для Св выбирают новое большее значение С^С_Ж, и сохраняют идентификатор соседней станции (Ν_Ε), через которую был получен зафиксированый показатель С_СЕ стоимости.

Если запись таблицы градиентов зафиксирована:

А. Если Ν=Ν_Ε или

Б. Если Ν<>Ν|.· и если Сда меньше зафиксированного показателя Св_Е стоимости, то

Если Сът+Смв больше или равен текущей наилучшей стоимости Св связи с адресатом и эта стоимость не касается соседа Ν, то ничего не предпринимают.

Если Сът+Скв меньше текущей наилучшей стоимости Св связи с адресатом и эта стоимость не касается соседа Ν, то показатель Св текущей наилучшей стоимости обновляют, снижая его до показателя С\⁺С\в.

Если С^С_Ж меньше текущей наилучшей стоимости С_с связи с адресатом и эта стоимость касается соседа Ν, то показатель С_с текущей наилучшей стоимости обновляют, снижая его до показателя С^С^.

Если С+С_ж больше текущей наилучшей стоимости С_с связи с адресатом и эта стоимость касается соседа Ν, повторно фиксируют запись таблицы градиентов: статус фиксации оставляют в положении включен, зафиксированный тайм-аут переустанавливают на Ейтс, а для показателя Св выбирают новое большее значение С^С_Ж.

Примечание: показатель Св_Е или идентификатор соседней станции (Ν_Ε), через которую было получено зафиксированное значение Св_Е стоимости, не должны изменяться.

- 10 009101

В случае истечения зафиксированного тайм-аута статус фиксации переводят в положение выключен.

Далее со ссылкой на фиг. 8 рассмотрена проблема образования маршрутных петлей в сети, такой как сеть, используемая в настоящем изобретении, в которой используют векторную маршрутизацию. На фиг. 8 показано множество сетевых станций А-1. Каждая станция через регулярные интервалы передает сигналы зондирования, которые содержат данные о стоимости связи с адресатом через указанные станции для ее соседей при сохранении маршрута до станции-адресата. Предположим, что все остальные станции формируют градиенты связи со станцией-адресатом А, что показатель стоимости связи с соседом (Сн) в каждом случае равен 1, а показатель стоимости прямой связи станций Р-Ι с станцией С равен

10. По прошествии определенного времени станции I становится известно, что совокупная стоимость связи со станцией А через станции Н-В составляет 8. Если стоимость связи между любыми из станций, например между станциями В и С, должна увеличиться, это скажется на стоимости связи по всей цепочке, и каждой станции придется увеличить свою стоимость связи со станцией А, поскольку все маршруты до станции А проходят через линию связи между станциями В и С.

Если стоимость связи между станциями В и С внезапно увеличивается намного (скажем, до бесконечности из-за разрыва соединения между ними), а станция С не обнаруживает сигналов зондирования или передачи, осуществляемой станцией В, станция С изменяет свой показатель стоимости связи со станцией А через станцию В до бесконечности. Станция С продолжает прослушивание сигналов зондирования от других станций и обнаруживает, например, сигналы зондирования станции I с указанием, что показатель стоимости ее связи со станцией А составляет 8. Поскольку показатель стоимости прямой связи станции С со станцией I равен 10, станция С считает, что она может связаться со станцией А через станцию I при совокупной стоимости связи 10 плюс 8, что лучше, чем бесконечность. Однако это, разумеется, неверно, так как, если для передачи выбран маршрут через станцию I, она закончится по достижении станции С, и образуется петля, в результате чего сообщение никогда не достигнет станции А.

Для решения данной проблемы необходим способ предотвращения идентификации одной станции другой станцией в качестве промежуточной станции для передачи сообщения станции-адресату, когда выбранная промежуточная станция в действительности не способна установить связь со станциейадресатом. На практике для этого предусмотрено условие о заданном периоде времени, в течение которого промежуточную станция нельзя заменить станциями, стоимость связи с адресатом у которых превышает зафиксированное или замороженное контрольное значение. Данное условие действует в течение времени, достаточного для того, чтобы все промежуточные станции на маршруте обновили данные о стоимости связи.

В приведенном выше примере зафиксированный контрольный показатель стоимости связи станции С со станцией А может составлять 2. Станция С не будет заменять станцию В другой станцией, если только в течение периода фиксации станция С не обнаружит сообщение зондирования от другой станции, стоимость связи с адресатом у которой составит менее 2. В течение периода фиксации все станции 04 по маршруту будут обновлять свои показатели стоимости связи, увеличивая их до бесконечности, при этом каждая станция временно имеет собственный зафиксированный контрольный показатель стоимости. Например, для станции В показатель стоимости связи со станцией А равен 3 и не будет обновлен, если станция В не обнаружила станцию, для которой стоимость связи со станцией А составляет менее 3.

Важно, что период фиксации должен быть достаточно длительным, чтобы любая станция по цепочке в пределах прямой (при любых затратах) досягаемости станции С могла обновить соответствующие данные. В рассматриваемом примере в пределах прямой досягаемости станции С находятся станции Р, С, Н и I при показателе стоимости 10. Таким образом, период фиксации должен длиться достаточное время, за которое в процессе зондирования станции Р4 обновят свои данные прежде, чем станция С выберет одну из них в качестве промежуточной станции на маршруте до станции А.

Если в данном примере выбран период фиксации, скажем, соответствующий 10 интервалам зондирования, после 7 интервалов зондирования станция I обновит свои данные, и стоимость ее связи со станцией А составит бесконечность. Если в данный момент станция С отменит фиксацию своего контрольного показателя стоимости, равного 2, она будет принимать сигналы зондирования только от других станций, указывающих, что их стоимость связи со станцией А составляет бесконечность, и не выберет ни одну из них, поскольку это означает, что такие другие станции также не имеют маршрута до станции А. Тем самым предотвращается образование петли цикла.

Процесс фиксации показателя стоимости более подробно проиллюстрирован на приведенных далее примерах.

Ниже описаны два примера процесса фиксации и повторной фиксации показателя стоимости. В первом примере проиллюстрирована простая ситуация, когда наилучший ближайший сосед не вносит изменений. Во втором примере показано, что в период действия фиксации оптимальный ближайший сосед вносит изменения.

- 11 009101

Пример 1.

В данном примере за основу взята станция М, показанная на фиг. 9. В примере проиллюстрировано действие тайм-аута для каждой операции фиксации.

Создают градиент связи от станции 8 до станции Ό. Таблица градиентов (СТ) станции М выглядит следующим образом:

ОТ(М)	Со	N
ϋ	10	(1)

Допустим, что показатель С\и изменился, увеличившись с 6 до 7:

<ЗТ(М)	Со	N	Е	Сор	Ν_Γ	Гйте
О	11	(1)	1а	10	(1)	100

ЕЕше означает отсчет тайм-аута, т.е. статус фиксации будет установлен в исходное состояние через 100 мс. Если показатель Сда снова изменится до истечения тайм-аута первой зафиксированной записи, скажем с 7 до 9, это именуется повторной фиксацией. Таблица градиентов станции М будет выглядеть следующим образом. В данный момент используется таблица повторно зафиксированных значений, в которой ведется счет С_ВР Νρ и Ейше:

ОТ(М)

Си

ТГ (I)

Ца

Срр пГ~

Νρ

Гпте (1) ϊϋ

100

Создают таймер второй записи (100 мс) и запускают его.

По истечении тайм-аута первой записи во второй повторно зафиксированной записи используют значения С'и_Р и Ν_ρ. В рассматриваемом случае осуществляют прямое копирование данных записей: N |р

6Т(М)

Со (Ι)

Да

Сэр

Ν_Ρ

Рйте (1) (ί)

Повторная фиксация может осуществляться несколько раз.

Пример 2.

В данном примере за основу взята станция М, показанная на фиг. 10. Создают градиент связи от станции 8 до станции Ό. После стабилизации таблица градиентов СТ станции М выглядит следующим образом:

СТ(М)

N (3)

Сценарий 1.

Допустим, что показатель Сда станции 3 изменился, увеличившись с 3 до 5. От станции 3 получен сигнал быстрого зондирования. Таблицу градиентов станции обновляют следующим образом:

СТ(М) Со	N	Р	Сор	Ν?	РЕте
° ⁷	(3)	Ца	5	(3)	100 мс

В данный момент поступление сигнала быстрого зондирования со станции 2 не влияет на таблицу градиентов станции М, поскольку С\+С.,_ъ=8. что больше, чем С’_Р)=7.

Поступление сигнала быстрого зондирования со станции 1 приведет к обновлению таблицы градиентов станции М, поскольку С^Снв=6, что меньше, чем С'_Р)=7. После обновления таблица градиентов станции М принимает следующий вид. Допустим, что значение ЕБше теперь составляет 40 мс:

СТ(М)	Со	N	Р	Сбр	Ν_Ρ	ГЕ те
	6	(1)	Да	5	(3)	60 мс

Сценарий 2.

Допустим, что показатель станции 1 изменился с 2 до 3. В результате этого должна быть повторно зафиксирована запись таблицы градиентов:

СТ(М)	Со	N	Р	Сор	Ν_Ρ	РЕше
ϋ	3+4=7	(1)	Да	5	(3)	50 мс
				6	(1)	100 мс

- 12 009101

По истечении тайм-аута первой записи таблица градиентов принимает следующий вид:

ОТ(М) \|с₀	N		Сиг	Ν_Ρ	Ейте
ϋ	7	(1) '	Ца	5	(3)	0
				6	(1)	50 мс

По истечении тайм-аута второй записи таблица градиентов принимает следующий вид:

ОТ(М)	Со	N \|Р	Сор	Ν_Ρ	Рйте
ϋ	7	(1)	Нет	6	(1)	0

Пример 3.

В данном примере проиллюстрирована совместная работа нескольких станций в момент фиксации показателей. На фиг. 11 показано, что стоимость связи от станции 1 к станции 4 равна 10, в результате чего поток данных, адресованных станции ϋ, поступает через станции 3, 2 и 1.

Допустим, что стоимость связи между станцией ϋ и станцией 1 увеличилась, скажем, с 1 до 20. В результате этого для станции 1 должны быть зафиксированы значения записи таблицы.

В приведенной ниже таблице показаны все таблицы градиентов (для станции-адресата ϋ). Допустим, что быстрое зондирование происходит через каждые 10 мс. В приведенной ниже таблице указано абсолютное время в миллисекундах.

№	Станция 1 [Станция 2	Станция 3	Станция 4
Время (мс)	Со	4	Сор	Ν_Γ	Со	N	Сор	Ν_Ρ	Со	4	Сцр	Νρ	Со	N	Сор	Νρ
0	1	Ό)			2	(1)			3	(2)			4	(3)
10	20	Ό)	1	О)
20	*1				21	(1)	2	(1)
30									22	(2)	3	(2)
40													23	(3)	4	3)
50

100	20	(О)
110					21	(1)

Пример алгоритма.

*1. Станция 1 принимает сигнал быстрого зондирования от станции 4. Выполняется алгоритм для станции с зафиксированными значениями записи таблицы. Показатель С_о, указанный в сигнале быстрого зондирования станции 4, равен 4, что больше зафиксированного показателя стоимости С_от=1, поэтому таблица градиентов станции 1 остается без изменений.

Claims

1. Способ управления сетью связи, содержащей множество станций, каждая из которых способна передавать и принимать данные таким образом, чтобы сеть могла передавать данные от станцииотправителя станции-адресату по меньшей мере через одну промежуточную станцию, выбираемую по обстоятельствам, заключающийся в следующем:

г) со станции, которой необходимо послать данные станции-адресату, передают станциям, содержащимся в таблице соседей, сигналы зондирования сбор градиентов и принимают от них эти сигналы, собирая информацию о градиентах, характеризующую стоимость связи, которая может быть установлена с упомянутой станцией-адресатом станциями, содержащимися в таблице соседей, и самой станцией, которой необходимо послать данные станции-адресату;

д) на каждой станции по мере необходимости ведут таблицу градиентов, содержащую данные, относящиеся к стоимости связи, устанавливаемой самой этой станцией с каждой соседней станцией, устанавливаемой самой этой станцией со станцией-адресатом и устанавливаемой каждой из станций, представленных в таблице соседей этой станции, со станцией-адресатом, с обеспечением для каждой станции возможности выбора из числа тех станций, содержащихся в таблице ее соседей, для которых стоимость связи со станцией-адресатом меньше, чем для нее самой, промежуточной станции для дальнейшей пере

-13 009101 дачи данных, посылаемых станцией-отправителем станции-адресату; причем для каждой станции расчетный показатель стоимости связи с адресатом сохраняют постоянным на протяжении периода времени, в течение которого другие станции могут обновить свои собственные показатели стоимости связи с адресатом, с исключением возможности использования станциями в своих расчетах устаревших показателей стоимости связи с адресатом других станций.

2. Способ по п.1, в котором для каждой записи таблицы градиентов устанавливают контрольный показатель стоимости связи с адресатом на заданный период времени, в течение которого станцию, содержащуюся в таблице градиентов, нельзя заменить станцией с более высоким показателем стоимости связи с адресатом.

3. Способ по п.2, в котором заданный период времени является кратным интервалу между сигналами зондирования сбор градиентов, рассчитанному таким образом, чтобы быть достаточным для обновления всеми станциями, содержащимися в таблице градиентов, своих показателей стоимости связи с адресатом.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором сведения о других станциях, определенных на стадии (б) как доступные, включают потери в тракте передачи и мощность, необходимую для связи с этими станциями.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором сигналы зондирования сбор градиентов передают с каждой станции только при условии, что в таблице соседей этой станции имеются записи.

6. Способ по любому из пп.1-5, в котором для каждой станции, содержащейся в таблице соседей, показатель стоимости связи с адресатом вычисляют в отношении передачи станцией-отправителем сообщения станции-адресату через каждую такую станцию, содержащуюся в таблице соседей.

7. Способ по любому из пп.1-6, в котором каждая станция поддерживает временную запись собственного показателя стоимости связи с адресатом.

8. Способ по п.6 или 7, в котором показатель стоимости связи с адресатом представляет собой совокупную стоимость передачи сообщения от станции-отправителя станции-адресату через каждую такую станцию, содержащуюся в таблице соседей, и любые промежуточные станции.

9. Сеть связи, содержащая множество станций, каждая из которых способна передавать и принимать данные таким образом, чтобы сеть могла передавать данные от станции-отправителя станцииадресату по меньшей мере через одну промежуточную станцию, выбираемую по обстоятельствам, причем каждая станция выполнена с возможностью:

б) передачи по выбранному каналу зондирования сигналов зондирования сбор соседей, при этом другие станции, принимающие от зондирующей станции сигналы зондирования сбор соседей, непосредственно или опосредованно отвечают на эти сигналы, таким образом указывая зондирующей станции на свою доступность в качестве станций-адресатов или промежуточных станций;

г) передачи станциям, содержащимся в таблице соседей, при необходимости посылки данных станции-адресату, сигналов зондирования сбор градиентов и приема от них этих сигналов зондирования с обеспечением сбора информации о градиентах, характеризующей стоимость связи, которая может быть установлена с упомянутой станцией-адресатом станциями, содержащимися в таблице соседей, и самой станцией, которой необходимо послать данные станции-адресату,

д) ведения по мере необходимости таблицы градиентов, содержащей данные, относящиеся к стоимости связи, устанавливаемой самой этой станцией с каждой соседней станцией, устанавливаемой самой этой станцией со станцией-адресатом и устанавливаемой каждой из станций, представленных в таблице соседей этой станции, со станцией-адресатом, с обеспечением для каждой станции-клиента возможности выбора из числа тех станций, содержащихся в таблице ее соседей, для которых стоимость связи со станцией-адресатом меньше, чем для нее самой, промежуточной станции для дальнейшей передачи данных, посылаемых станцией-отправителем станции-адресату; причем сеть организована таким образом, чтобы для каждой станции расчетный показатель стоимости связи с адресатом сохранялся постоянным на протяжении периода времени, в течение которого другие станции могут обновить свои собственные показатели стоимости связи с адресатом, с исключением возможности использования станциями в своих расчетах устаревших показателей стоимости связи с адресатом других станций.

10. Сеть связи по п.9, в которой каждая станция имеет возможность установления для каждой записи таблицы градиентов контрольного показателя стоимости связи с адресатом на заданный период времени, в течение которого станцию, содержащуюся в таблице градиентов, нельзя заменить станцией с более высоким показателем стоимости связи с адресатом.

11. Сеть связи по п.10, в которой заданный период времени является кратным интервалу между сигналами зондирования сбор градиентов, рассчитанному таким образом, чтобы быть достаточным для обновления всеми станциями, содержащимися в таблице градиентов, своих показателей стоимости связи с адресатом.

- 14 009101

12. Сеть связи по любому из пп.9-11, в которой каждая станция выполнена с возможностью включения в сведения о других станциях, определенных на стадии (б) как доступные, потерь в тракте передачи и мощности, необходимой для связи с этими станциями.

13. Сеть связи по любому из пп.9-12, в которой каждая станция имеет передатчик, позволяющий ей передавать сигналы зондирования сбор градиентов только при условии, что в таблице соседей этой станции имеются записи.

14. Сеть связи по любому из пп.9-13, в которой каждая станция имеет контроллер, позволяющий ей вычислять для каждой станции, содержащейся в таблице соседей, показатель стоимости связи с адресатом в отношении передачи станцией-отправителем сообщения станции-адресату через каждую такую станцию, содержащуюся в таблице соседей.

15. Сеть связи по любому из пп.9-14, в которой каждая станция имеет память для временной записи собственного показателя стоимости связи с адресатом.

Сервер База данных

1Р-маршрутизатор ОВМА-системы

Администратор абонентской сети

Проводное или беспроводное транспортное соединение 2-го уровня _π Интернет

Волоконно- ^гоптическая .

Фиг. 1

Беспроводное ^х транспортное соединение

СМ/ОЗЬсоединение

- 15 009101

Усилитель

ΑΡ109Ι

Флэшпамять 32Мбит

СДОЗУ

128 Мбит

УПВЕ

Контроллер памяти

Затаил^ | Лшогеилят [